姜海濤 張世豪 劉鑫磊 馮穎

摘 要：對代步工具的發(fā)展歷程進行了回顧，綜述了現(xiàn)有代步工具的種類和特點。論述了在當(dāng)今交通工具多樣化的時代，代步工具設(shè)計中應(yīng)遵循的主要原則。在此基礎(chǔ)上，介紹了一款綠色便捷的個人代步工具的設(shè)計方案，以安全、便捷、節(jié)能環(huán)保為主要特色，同時兼具健身功能和娛樂性。

關(guān)鍵詞：代步工具；產(chǎn)品設(shè)計；環(huán)保節(jié)能

中圖分類號：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 代步工具的發(fā)展過程及現(xiàn)狀

衣食住行是人類日常生活的基本內(nèi)容。最初的“行走”是原始人類的基本技能，但是隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和人類智力水平的提高，人們對移動速度緩慢、體力消耗較大的步行不再滿足，一直在探索解放勞動力的便捷方式，各種形式的代步工具應(yīng)運而生。最早的出行代步方式是在人類能制造工具和馴服動物之后，出現(xiàn)了以馬、馬車等畜力代替人力的工具；對于不適宜畜力行走的地區(qū)，人們發(fā)明了轎子和滑竿；在水路交通方面，人類在幾千年前就能夠制造筏和獨木舟，繼而出現(xiàn)了木板船、帆船、輪船等。二百多年前，人類社會發(fā)展到“半機械化時代”，自行車這種輕便靈活、簡單實用的代步工具風(fēng)靡全世界，一直沿用至今。蒸汽機的發(fā)明和應(yīng)用，為人類帶來了火車和汽船，使代步工具的速度有了顯著提高，也奠定了現(xiàn)代交通工具的基礎(chǔ)，而如今大規(guī)模發(fā)展的汽車產(chǎn)業(yè)已成為現(xiàn)代社會代步工具的主流[ 1，2 ]。

代步工具按照其動力提供方式可分為燃油（氣）驅(qū)動型、電力驅(qū)動型以及非能耗型。

燃油（氣）驅(qū)動型代步工具以汽車為典型代表，還包括飛機、摩托車、拖拉機等，這類交通工具以其速度快、載運量大、快捷方便等特點成為現(xiàn)代社會客運、貨運的主要方式，但是與之接踵而來的是能源危機、大氣污染、環(huán)境持續(xù)惡化、全球氣溫上升、城市擴張、交通擁堵、停車?yán)щy等一系列迫切需要解決的問題，因此以燃油（氣）為動力供應(yīng)的個人代步工具并不值得提倡。

以電力為動力的代步工具近幾年來發(fā)展迅速，尤其在個人代步方面，各種電動摩托車、電動自行車、電動三輪車、電動滑板車、助力車等如雨后春筍，層出不窮。和汽車相比，電動車不需要消耗石油能源，能量利用率高，速度快，占地小，停放方便，在能源日益緊張交通越來越擁堵的情況下，電動車的優(yōu)勢不言自明[ 3 ]。但電動車每1～2天就需要進行充電，雖然費用不高但是操作麻煩；車用電池組1～2年需要進行更換，電池中含有的鉛等重金屬在處理過程中會對環(huán)境造成較嚴(yán)重的污染。

另外一類非能耗型代步工具與自行車類似，即不需要額外消耗能源，只依靠人力驅(qū)動，與傳統(tǒng)的自行車相比，這類代步工具體積更小，材質(zhì)更輕，操作靈活，攜帶方便，外觀和造型上更美觀炫目，使用時更具備趣味性，價格更低廉，是短途個人代步的理想工具，包括市場上熱銷的各種輪滑鞋、滑板、活力板、滑板車等。

2 代步工具設(shè)計的主要原則

2.1 安全

安全性是對代步工具的基本要求，在設(shè)計時一方面要考慮將車輪懸架、制動和轉(zhuǎn)向的性能達(dá)到最好的程度，提高工具行駛時的穩(wěn)定性和舒適性；另一方面要考慮一旦發(fā)生事故時，能有專門的防范措施幫助駕駛者實現(xiàn)自我保護。當(dāng)然，安全性還包括避免給經(jīng)常駕駛?cè)藛T帶來身體疲憊、交通噪音、空氣污染等身心損害。

2.2 便捷

停車位的稀缺已經(jīng)讓許多有車一族為尋找停車位浪費了很多時間也傷透了腦筋，可隨身攜帶的代步工具成為一種不錯的選擇，交通工具小型化成為其得以推廣普及的必要條件。設(shè)計時要考慮盡量讓代步車體積小、質(zhì)量輕、可拆卸、可折疊，輕松帶入公寓或公司，塞進儲物柜。這種便捷性在未來的需求當(dāng)中會越來越受到使用者的關(guān)注。

2.3 簡約

隨著社會的進步，人們的生活節(jié)奏日益加快，這就要求日常生活和工作中的產(chǎn)品簡潔明快、易于操作。因此在代步工具設(shè)計時要避免繁雜的外形和功能以及花里胡哨的裝飾，要做到主體突出，設(shè)計要素明了，選用材質(zhì)充分考慮環(huán)保要求，一種外觀簡約、功能簡約、結(jié)構(gòu)簡約、操作簡約的設(shè)計必將成為現(xiàn)代消費者所喜愛的產(chǎn)品[ 4 ]。

2.4 美觀

現(xiàn)代社會人們在關(guān)注產(chǎn)品實用功能的同時，產(chǎn)生了更多的審美需求。代步工具的設(shè)計在外觀上要注重形態(tài)、色彩、材質(zhì)這三個方面，同時也要使產(chǎn)品的形式美體現(xiàn)出設(shè)計的人性化關(guān)懷，遵循可持續(xù)發(fā)展等設(shè)計觀念，做到內(nèi)在美和外在美的完整統(tǒng)一。

2.5 綠色

“綠色設(shè)計”就是保護自然生態(tài)環(huán)境，在產(chǎn)品設(shè)計中盡可能的減少對環(huán)境和資源的影響，主要可以考慮以下三個方面：不耗費能源或提高能源的利用率；在使用過程中不會造成廢氣、噪聲等污染；產(chǎn)品報廢時盡可能的產(chǎn)生再利用的價值[ 5 ]。

3 一種綠色便捷的個人代步工具的設(shè)計

根據(jù)上述原則，參考市場上已有的產(chǎn)品，設(shè)計了一種新型的個人代步小車，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

由圖可知，本代步小車是在普通滑板車基礎(chǔ)上進行改造完成的，其主要結(jié)構(gòu)及功能如下。

3.1 彈性框架結(jié)構(gòu)

代步小車板面下方連接的是彈性框架結(jié)構(gòu)，該框架是支撐板面以及安裝車輪的主體支架，分別位于小車的前后位置，其上部與板面固連，下部通過兩根軸分別安裝前后車輪。

后部框架的截面為倒三角形，并在板面下方安裝有加固板，主要目的是增加框架的剛性和穩(wěn)定性，使其可以承受駕駛?cè)藛T的重量。該框架的主要特點是在其立桿上裝有彈簧裝置，并且兩立桿之間有鉸接的橫梁，這些結(jié)構(gòu)使框架在具有足夠剛性的同時又具備一定的彈性，這種彈性可以吸收顛簸路面造成的震動，增加行駛過程中的穩(wěn)定性和舒適性。

另外，在后部的橫梁上安裝有剎車裝置，想減速時，駕駛?cè)丝蓪⑷梭w重心向后方移動，人體重力使鉸接的橫梁產(chǎn)生一定的變形，從而帶動剎車裝置接觸地面，增大摩擦力，達(dá)到減速剎車的目的。

3.2 動力裝置

本設(shè)計以人力為驅(qū)動力，不消耗能源，不產(chǎn)生噪聲和污染，貫徹了節(jié)能環(huán)保的綠色設(shè)計理念。動力裝置位于小車的中部，由腳踏板、助力輪、主動輪、從動輪等部件組成。工作時，駕駛?cè)擞靡恢荒_踩動踏板，踏板下方的連桿會驅(qū)動助力輪轉(zhuǎn)動，助力輪的作用是增加轉(zhuǎn)動慣量，使踏板及連桿運行到低位后可在慣性的作用下回復(fù)到原來位置。

助力輪通過轉(zhuǎn)軸帶動與其并列安裝且直徑相等的主動輪轉(zhuǎn)動，主動輪通過鏈條帶動后輪橫軸上的小從動輪轉(zhuǎn)動，小從動輪通過軸帶動兩后輪轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)后輪驅(qū)動的運動方式。這種驅(qū)動方式具有動力強勁的特點，適于坡路駕駛。

3.3 轉(zhuǎn)向裝置

轉(zhuǎn)向裝置位于小車前部，在前部板面上開孔，安裝驅(qū)動轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤下方通過豎軸與支架相連，支架與前輪軸相連。工作時，駕駛?cè)丝捎靡恢荒_轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤，帶動豎軸旋轉(zhuǎn)，從而使支架及前輪軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而達(dá)到轉(zhuǎn)向的目的。驅(qū)動轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)范圍由定位裝置限定，可避免由于偏轉(zhuǎn)角度過大而造成的傾倒等問題。

本代步小車體積小，質(zhì)量輕，方便攜帶，在設(shè)計過程中充分考慮了節(jié)能環(huán)保、安全性、舒適性、便于操作、價格低廉等多方面因素，在代步的同時又兼具健身功能和娛樂性，是短途代步的理想選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1] 盧靜.城市居民代步工具之可用性設(shè)計研究[J].藝術(shù)與設(shè)計，2007，10：133-135.

[2] 馬賢君，周曉江.個性化設(shè)計在小型電動代步工具中的應(yīng)用探索[J].科協(xié)論壇，2013，5：105-106.

[3] 王毅，劉玉連，賈博.輕型電動代步工具的情趣化設(shè)計[J].包裝工程，2012，33（8）：44-48.

[4] 盧靜.中國城市化背景下城市居民代步工具的設(shè)計研究[D].河北工業(yè)大學(xué)，2007，12.

[5] 莫家聘.綠色代步工具的可行性設(shè)計研究[J].美術(shù)教育研究，2014（3）：102-103.